[发明专利]一种缓释型硅钾肥的制造方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于废弃资源综合利用领域，具体涉及一种缓释型硅钾肥的制造方法及系统。

背景技术

随着我国钢铁工业的加速发展，钢铁渣的产生量随之大幅度增加，这些废渣不仅占用大量的土地，而且还会对环境造成严重危害。我国钢铁渣的综合利用虽取得了一些成果，但仍有许多地方有待改进。主要表现在：(1)钢铁渣的利用率较低；(2)利用钢铁渣生产的产品附加值较低；(3)高温熔渣的显热没有得到充分的利用。钢铁熔渣排放时的温度一般在1350～1650℃，属于高品位余热资源，具有很高的回收价值。目前除少量冶金炉渣热态循环利用外，大部分炉渣潜热未得到有效利用。因此拓展钢铁渣的资源化利用途径，提高钢铁渣的综合利用率和产品附加值，是当前我国钢铁工业急需解决的问题。钾肥是我国农业的主要肥料，年用量近1000万吨。但是大部分依赖进口，且钾肥又是水溶性的，利用低，污染土壤和水系，也有待急需解决的问题。硅钾肥是一种优质的缓释性肥料，既能为土壤和作物提供必需的营养元素钾，又能提供有利于作物生长的硅。我国作为一个农业大国，开发高效，低成本的缓释型硅钾肥料是当务之急。

目前已有学者对缓释型硅钾肥进行研究。河南省硅肥工程技术中心采用转换法，以钾长石类钾矿物为原料生产硅钾肥，该法虽利用了我国丰富的难溶性钾矿资源，但需加热、前期处理等工序，生产工序复杂、能耗大，且含钾量相对较低。日本北海道工业开发试验所和废弃物工学研究所在1980年用煤灰、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化镁、煤粉为原料，在900℃流化床中生产硅酸钾复合肥，该方法需要造粒机、干燥炉、反应炉等设备，投资较大，成本较高。发明专利“一种新型长效硅钾肥生产方法”(公开号：CN1611462A)提到向铁水罐中脱硅渣加入一定量的碳酸钾或氢氧化钾将其改性为缓释肥；发明专利“一种复合型颗粒缓释硅肥的生产方法”(公开号CN101260012A)，提到将渣罐中的液态高炉渣以0.1～0.5吨/分钟的流速倒入中间包，同时将碳酸钾通过管道连续输入中间包，然后经过粒化得到硅钾肥。这几种方法都用到价格较高的改质剂碳酸钾导致生产成本较高，且我国目前铁水预处理脱硅规模很小，脱硅渣的渣量不多，大规模工业生产硅钾肥不现实。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废弃资源，节能环保，生产成本低且工艺简单易于实现的缓释型硅钾肥的制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种制造缓释型硅钾肥的系统，该系统设计简单，可自动加料，劳动强度低，系统封闭，废气回收，环境友好。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种缓释型硅钾肥的制造方法，该方法在渣罐中进行，其特征在于：包括如下步骤：

(5)准备：高温高炉渣从高炉1底部侧面设置的出渣口经炉渣管道2流入渣罐3中；将改质剂K₂SO₄加入压力容器9中；将喷枪5插入渣罐3的高炉渣中；

(6)合成反应：打开压力容器9的阀门11，使用载气12将改质剂K₂SO₄从喷枪5喷入渣罐3的高炉渣中，改质剂K₂SO₄在上升过程中经载气12的强烈搅拌与高炉渣均匀混合，并被加热、熔化，K₂SO₄分解成K₂O和SO₃，其中K₂O和高炉渣中含有的SiO₂合成K₂O·nSiO₂缓释性化合物；

(7)副产品收集：步骤(2)中产生的SO₃气体，通过渣罐盖4上部设置的气体出口经排气管道13通入水箱8中，并与水箱8中的水发生化学反应得到H₂SO₄溶液；

(8)主产品收集：步骤(2)中产生的K₂O·nSiO₂缓释性化合物经冷却、破碎后装袋。

所述步骤(1)中喷枪5通过升降机构6插入渣罐3的高炉渣中。

所述步骤(2)中，载气12为氮气，反应温度为1100～1500℃，保温时间为10～60min。

所述步骤(3)水箱8中的原溶液为Ca(HO)₂，得到的副产品溶液为CaSO₄。

所述改质剂K₂SO₄为水溶性K₂SO₄。